Синтез большого числа трансурановых элементов и исследование их свойств, оказавшихся весьма своеобразными, стали важнейшим вкладом в развитие современного учения о периодичности. Перед учеными предстала совершенно новая область периодической системы, в которой закономерности изменения свойств элементов оказались не такими, как можно было предполагать. Развитие теоретических представлений ядерной физики позволило высказать гипотезу, что в области больших значений Z возможно существование так называемых островков относительной стабильности. Согласно этой гипотезе, элементы с соответствующими порядковыми номерами должны обладать резко повышенной устойчивостью по отношению к спонтанному делению, т. е. иметь высокие значения периодов полураспада. Подобная гипотеза вселяла в физиков оптимизм, поскольку делала обоснованными попытки синтеза таких элементов. Снова приобрел остроту вопрос о верхней границе периодической системы. Появилось много теоретических работ, в которых (с помощью электронно-вычислительных машин) рассчитывались электронные конфигурации атомов и оценивались количественные характеристики важнейших свойств гипотетических «сверх элементов».
В послевоенное время широко развернулись исследования лантаноидов. Удалось установить новые особенности строения их атомов и обнаружить существование неизвестных ранее аномальных степеней окисления у редкоземельных элементов. Весьма примечательным событием оказалось получение химических соединений благородных газов (ксенона, криптона и радона).
Наконец, появилось немало теоретических исследований по количественной интерпретации периодической системы элементов, обоснованию реальной схемы формирования электронных конфигураций их атомов по мере роста Z. Весь этот круг вопросов составляет основное содержание новейшей истории учения о периодичности.
Структура седьмого периода системы элементов. Э. Макмиллан и Ф. Эйбльсон, успешно синтезировав нептуний, обнаружили его большое сходство с ураном. На этом основании они сделали вывод: с урана в периодической системе начинается так называемое семейство уранидов, второе «редкоземельное» семейство. Изучение свойств плутония показало, что этот элемент похож на уран и нептуний. Казалось, вопрос о «начале» совокупности 5/элементов решен. Однако неудачи в получении соединений америция и кюрия в степени окисления + 6 способствовали иному развитию событий.
В 1944—1945 гг. Г. Сиборг выдвинул широко известную актиноидную концепцию. Основываясь на том, что у америция' и кюрия отмечалась определенная стабилизация степени окисления +3, он предположил, что «...ряд типа редких земель начинается с актиния, так же как ряд лантаноидов начинается с лантана...», а «...первый 5/электрон появляется у тория»'. Иначе говоря, лантаноиды и актиноиды следовало рассматривать как аналогичные семейства элементов в шестом и седьмом периодах. В большинстве публиковавшихся вариантов графического изображения периодической системы их располагают друг под другом внизу таблицы. Актиноидная концепция сыграла важную роль в установлении химической природы трансурановых элементов, особенно с Z>96, поскольку у них стабилизируется степень окисления +3, и предсказала, в частности, существование четырехвалентного берклия.
|